WO2019220837A1 - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

遠心圧縮機は、主流路１０２よりも外径側に配される副流路１０４の開度が第１開度となる第１位置と、副流路の開度が第１開度よりも小さい第２開度となる第２位置とに移動可能な可動部材（遮蔽板２０２）と、可動部材をインペラの回転軸方向に駆動する直動アクチュエータ２０６と、を備える。

Description

遠心圧縮機

　本開示は、遠心圧縮機に関する。本出願は２０１８年５月１４日に提出された日本特許出願第２０１８－０９２８３１号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

　遠心圧縮機は、コンプレッサインペラと、コンプレッサハウジングを備える。特許文献１のコンプレッサハウジングは、コンプレッサインペラより上流側の流路を主流路と副流路に区画する壁部を備える。特許文献１のコンプレッサハウジングは、副流路を開閉する開閉機構を備える。

特許第５８２４８２１号公報

　しかし、特許文献１の開閉機構は、構造が複雑であった。したがって、簡易な構成で副流路を開閉可能な遠心圧縮機が希求されていた。

　本開示の目的は、簡易な構成で副流路を開閉可能な遠心圧縮機を提供することである。

　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る遠心圧縮機は、インペラと、インペラの正面側に形成される主流路と、主流路よりも外径側に配される副流路の開度が第１開度となる第１位置と、副流路の開度が第１開度よりも小さい第２開度となる第２位置とに移動可能な可動部材と、可動部材をインペラの回転軸方向に駆動する直動アクチュエータと、を備える。

　直動アクチュエータは、永久磁石を備えた直動ソレノイドであってもよい。

　直動アクチュエータにより駆動される被駆動部が回転軸よりも一端側に設けられ、回転軸よりも他端側に嵌合部が設けられたリンク部材と、嵌合部に設けられた係合部材と、可動部材に設けられ、係合部材が係合する係合部と、を備えてもよい。

　主流路と副流路とを区画する壁部を備え、可動部材は、副流路内に設けられ、壁部に沿ってインペラの回転軸方向に摺動可能な遮蔽板であってもよい。

　本開示によれば、簡易な構成で副流路を開閉することができる。

図１は、過給機の概略断面図である。 図２Ａは、可変機構が吸気流路の流路断面積を拡大している状態を示す図である。 図２Ｂは、可変機構が吸気流路の流路断面積を縮小している状態を示す図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

　図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。

　図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備えて構成される。過給機本体１は、ベアリングハウジング２と、タービンハウジング４と、コンプレッサハウジング１００とを含んで構成される。タービンハウジング４は、ベアリングハウジング２の左側に締結ボルト６によって連結される。コンプレッサハウジング１００は、ベアリングハウジング２の右側に締結ボルト８によって連結される。

　ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａが形成されている。軸受孔２ａは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ａは、シャフト１０の一部を収容する。軸受孔２ａには、軸受１２が収容される。図１では、軸受１２の一例としてフルフローティング軸受を示す。ただし、軸受１２は、セミフローティング軸受や転がり軸受など、他のラジアル軸受であってもよい。シャフト１０は、軸受１２によって、回転自在に軸支されている。シャフト１０の左端部には、タービンインペラ１４が設けられる。タービンインペラ１４は、タービンハウジング４に回転自在に収容されている。シャフト１０の右端部には、コンプレッサインペラ（インペラ）１６が設けられている。コンプレッサインペラ１６は、コンプレッサハウジング１００に回転自在に収容されている。遠心圧縮機ＣＣは、コンプレッサインペラ１６と、コンプレッサハウジング１００とを含んで構成される。

　コンプレッサハウジング１００には、吸気流路１０１が形成される。吸気流路１０１は、過給機Ｃの右側に開口する。吸気流路１０１は、コンプレッサインペラ１６の回転軸が延びる方向（以下、単に軸方向と称す）に延在する。吸気流路１０１は、不図示のエアクリーナに接続される。コンプレッサインペラ１６は、吸気流路１０１に配される。

　ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング１００の対向面によって、ディフューザ流路１１０が形成される。ディフューザ流路１１０は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１１０は、環状に形成される。ディフューザ流路１１０は、径方向内側において、コンプレッサインペラ１６を介して吸気流路１０１に連通している。

　コンプレッサハウジング１００には、コンプレッサスクロール流路１２０が形成される。コンプレッサスクロール流路１２０は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路１２０は、例えば、ディフューザ流路１１０よりもシャフト１０の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１２０は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路１１０とに連通している。コンプレッサインペラ１６が回転すると、吸気流路１０１（コンプレッサハウジング１００）内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１６の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１１０およびコンプレッサスクロール流路１２０で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

　タービンハウジング４には、吐出口１８が形成されている。吐出口１８は、過給機Ｃの左側に開口する。吐出口１８は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。また、タービンハウジング４には、連通路２０と、タービンスクロール流路２２が形成される。タービンスクロール流路２２は、環状に形成される。タービンスクロール流路２２は、例えば、連通路２０よりもタービンインペラ１４の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路２２は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。連通路２０は、タービンスクロール流路２２と吐出口１８とを連通させる。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路２２に導かれた排気ガスは、連通路２０およびタービンインペラ１４を介して吐出口１８に導かれる。吐出口１８に導かれた排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ１４を回転させる。

　そして、タービンインペラ１４の回転力は、シャフト１０を介してコンプレッサインペラ１６に伝達される。コンプレッサインペラ１６が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。

　コンプレッサハウジング１００は、円筒部１００ａを有する。円筒部１００ａの内部には、円筒状の絞り部１００Ａが配される。絞り部１００Ａは、不図示のリブを介して円筒部１００ａに取り付けられる。絞り部１００Ａの外周面は、円筒部１００ａの内周面から径方向内側に離間している。

　本実施形態において、絞り部１００Ａは、コンプレッサハウジング１００と別体に形成される。絞り部１００Ａは、コンプレッサハウジング１００に取り付けられる。ただし、絞り部１００Ａは、コンプレッサハウジング１００と一体に形成されてもよい。

　円筒部１００ａの内部には、吸気流路１０１が形成される。絞り部１００Ａは、吸気流路１０１を、主流路１０２と副流路（バイパス流路）１０４とに分岐させる。絞り部１００Ａは、主流路１０２と副流路１０４とを区画する壁部として構成される。主流路１０２は、絞り部１００Ａの内周面側に形成される。副流路１０４は、円筒部１００ａの内周面と絞り部１００Ａの外周面との間に形成される。

　コンプレッサインペラ１６は、羽根１６ａを有する。絞り部１００Ａは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａより上流側（正面側）に配される。コンプレッサハウジング１００には、収容部１００Ｂが形成される。収容部１００Ｂは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａを収容する。収容部１００Ｂは、絞り部１００Ａよりも下流側に配される。

　コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａは、軸方向に変化する外径を有する。コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａは、タービンインペラ１４に近接する側（以下、単に下流側という）から、タービンインペラ１４から離隔する側（以下、単に上流側という）に向かって小さくなる外径を有する。コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａは、上流側の端部（前縁端）において最も小さい外径（最小外径）を有する。

　収容部１００Ｂは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの外形形状と近似した形状を有する。収容部１００Ｂの内径は、軸方向に変化する。収容部１００Ｂの内径は、下流側から上流側に向かって小さくなる。収容部１００Ｂは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端において最も小さい内径（最小内径）を有する。

　絞り部１００Ａは、収容部１００Ｂの最小内径よりも小さい内径を有する。絞り部１００Ａは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの最小外径よりも小さい内径を有する。これにより、絞り部１００Ａは、過給機Ｃ（遠心圧縮機ＣＣ）の小流量側の作動条件下において、コンプレッサインペラ１６より下流側の空気がコンプレッサインペラ１６より上流側に逆流することを抑止する。その結果、絞り部１００Ａは、過給機Ｃ（遠心圧縮機ＣＣ）の小流量側の作動領域を拡大することができる。

　しかし、絞り部１００Ａを設けると、主流路１０２の流路断面積は、絞り部１００Ａにより縮小される。主流路１０２の流路断面積が縮小すると、過給機Ｃの大流量側の作動領域が縮小する。過給機Ｃの大流量側の作動条件下において、絞り部１００Ａによる主流路１０２の流路断面積の縮小量を低減することができれば、過給機Ｃの大流量側の作動領域の縮小量を低減することができる。したがって、過給機Ｃの大流量側の作動条件下において、主流路１０２の流路断面積は、過給機Ｃの小流量側の作動条件下における流路断面積よりも拡大されることが好ましい。

　そこで、本実施形態のコンプレッサハウジング１００は、副流路１０４と、可変機構２００とを備える。可変機構２００は、副流路１０４（吸気流路１０１）の流路断面積を可変とする。図２Ａは、可変機構２００が吸気流路１０１の流路断面積を拡大している状態を示す図である。図２Ｂは、可変機構２００が吸気流路１０１の流路断面積を縮小している状態を示す図である。図２Ａおよび図２Ｂは、図１の破線部分の抽出図である。

　以下では、まず絞り部１００Ａの詳細な構造について説明し、その後、可変機構２００の詳細な構造について説明する。絞り部１００Ａの内周面には、縮径部１００Ａａと、主流路平行部１００Ａｂと、拡径部１００Ａｃとが形成される。

　縮径部１００Ａａは、コンプレッサインペラ１６側に向かって内径が小さくなる。縮径部１００Ａａは、副流路１０４の内周側の開口端を形成する。主流路平行部１００Ａｂは、軸方向に平行である。主流路平行部１００Ａｂは、縮径部１００Ａａからコンプレッサインペラ１６側に連続する。拡径部１００Ａｃは、コンプレッサインペラ１６側に向かって内径が大きくなる。拡径部１００Ａｃは、主流路平行部１００Ａｂからコンプレッサインペラ１６側に連続する。

　絞り部１００Ａの外周面には、摺動部１００Ａｄと、副流路曲面部１００Ａｅとが形成される。摺動部１００Ａｄは、軸方向に平行である。副流路曲面部１００Ａｅは、コンプレッサインペラ１６側に向かって外径が小さくなる。副流路曲面部１００Ａｅは、摺動部１００Ａｄからコンプレッサインペラ１６側に連続する。

　本実施形態では、絞り部１００Ａは、摺動部１００Ａｄと縮径部１００Ａａとの間に段差部１００Ａｆを有する。段差部１００Ａｆは、軸方向と平行な上面と、軸方向に垂直な側面を有する。段差部１００Ａｆの上面は、縮径部１００Ａａと連続する。段差部１００Ａｆの側面は、段差部１００Ａｆの上面および摺動部１００Ａｄと連続する。ただし、これに限定されず、段差部１００Ａｆは、絞り部１００Ａに形成されなくてもよい。その場合、摺動部１００Ａｄは、縮径部１００Ａａと連続する。

　円筒部１００ａの内周面には、副流路平行部１００ｂと、副流路曲面部１００ｃとが形成される。副流路平行部１００ｂは、軸方向に平行である。副流路平行部１００ｂは、コンプレッサハウジング１００の円筒部１００ａの端面に開口する。副流路平行部１００ｂは、副流路１０４の外周側の開口端を形成する。副流路曲面部１００ｃは、コンプレッサインペラ１６側に向かって内径が小さくなる。副流路曲面部１００ｃは、副流路平行部１００ｂからコンプレッサインペラ１６側に連続する。収容部１００Ｂの内周面は、副流路曲面部１００ｃからコンプレッサインペラ１６側に連続する。

　副流路平行部１００ｂおよび副流路曲面部１００ｃは、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａより上流側に位置する。コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂの外径は、収容部１００Ｂの内周面のうちコンプレッサインペラ１６の径方向（以下、単に径方向という）において前縁端１６ｂと対向する対向部１００Ｂａの内径より小さい。主流路平行部１００Ａｂの内径は、対向部１００Ｂａの内径より小さい。主流路平行部１００Ａｂの内径は、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂの外径より小さい。

　すなわち、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸から主流路平行部１００Ａｂまでの距離は、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸から対向部１００Ｂａまでの距離より小さい。また、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸から主流路平行部１００Ａｂまでの距離は、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸から前縁端１６ｂまでの距離より小さい。

　なお、絞り部１００Ａには、主流路平行部１００Ａｂが形成されなくともよい。例えば、絞り部１００Ａには、縮径部１００Ａａと拡径部１００Ａｃが連続して形成されてもよい。その場合、絞り部１００Ａは、縮径部１００Ａａと拡径部１００Ａｃとが連続する部位の内径が、対向部１００Ｂａの内径より小さくなる。絞り部１００Ａは、縮径部１００Ａａと拡径部１００Ａｃとが連続する部位の内径が、前縁端１６ｂの外径より小さくなる。

　主流路１０２は、縮径部１００Ａａと、主流路平行部１００Ａｂと、拡径部１００Ａｃとにより形成される。主流路１０２の流路断面積は、縮径部１００Ａａの上流側から下流側に向かうにつれ縮小する。主流路１０２は、主流路平行部１００Ａｂにおいて、流路断面積が最も小さくなる。主流路１０２は、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂよりも径が小さい絞り流路１０２ａを有する。換言すれば、主流路１０２は、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂの外径よりも小さい最小内径を有する。

　ただし、絞り部１００Ａには、縮径部１００Ａａおよび拡径部１００Ａｃが形成されなくともよい。例えば、絞り部１００Ａの内周面は、主流路平行部１００Ａｂのみ形成されてもよい。また、主流路平行部１００Ａｂの内径は、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂの外径以上であってもよい。換言すれば、主流路１０２の最小内径は、コンプレッサインペラ１６の羽根１６ａの前縁端１６ｂの外径以上であってもよい。

　副流路１０４は、摺動部１００Ａｄと、副流路曲面部１００Ａｅと、副流路平行部１００ｂと、副流路曲面部１００ｃとにより形成される。副流路１０４は、主流路１０２より径方向外側（外径側）に形成される。副流路１０４は、一端が主流路１０２に連通し、他端が一端よりもコンプレッサインペラ１６から離隔する位置で主流路１０２に連通する。具体的に、副流路１０４の一端は、絞り流路１０２ａよりもコンプレッサインペラ１６側（下流側）で主流路１０２に連通する。副流路１０４の他端は、絞り流路１０２ａよりもコンプレッサインペラ１６から離隔する側（上流側）で主流路１０２に連通する。

　副流路１０４は、平行流路部１０４ａと、傾斜流路部１０４ｂとを有する。平行流路部１０４ａは、摺動部１００Ａｄと副流路平行部１００ｂとの間に形成される。傾斜流路部１０４ｂは、副流路曲面部１００Ａｅと、副流路曲面部１００ｃとの間に形成される。

　傾斜流路部１０４ｂは、上流側から下流側に向かって、径方向内側に傾斜している。本実施形態では、傾斜流路部１０４ｂは、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸を含む断面における断面形状が湾曲している。つまり、副流路曲面部１００Ａｅおよび副流路曲面部１００ｃは、曲面形状により形成される。具体的に、副流路曲面部１００Ａｅおよび副流路曲面部１００ｃは、球面形状に形成される。

　副流路曲面部１００Ａｅの曲率中心は、副流路曲面部１００Ａｅよりも径方向内側に位置する。副流路曲面部１００ｃの曲率中心は、副流路曲面部１００ｃよりも径方向内側に位置する。

　ただし、副流路曲面部１００Ａｅの曲率中心は、副流路曲面部１００Ａｅよりも径方向外側に位置してもよい。副流路曲面部１００ｃの曲率中心は、副流路曲面部１００ｃよりも径方向外側に位置してもよい。

　また、副流路曲面部１００Ａｅは、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸を含む断面における断面形状が非球面形状や直線形状などに形成されてもよい。副流路曲面部１００ｃは、コンプレッサインペラ１６の回転中心軸を含む断面における断面形状が非球面形状や直線形状などに形成されてもよい。

　つぎに、可変機構２００の詳細な構造について説明する。可変機構２００は、遮蔽板（可動部材）２０２と、リンク機構２０４と、直動アクチュエータ２０６とを備える。リンク機構２０４および直動アクチュエータ２０６は、円筒部１００ａの外周面に配される。リンク機構２０４および直動アクチュエータ２０６は、円筒部１００ａの周方向の１箇所に設けられる。ただし、リンク機構２０４および直動アクチュエータ２０６は、円筒部１００ａの周方向に複数設けられてもよい。

　遮蔽板２０２は、副流路１０４内に設けられる。遮蔽板２０２は、絞り部１００Ａの摺動部１００Ａｄ上に載置される。遮蔽板２０２は、摺動部１００Ａｄ上をコンプレッサインペラ１６の回転軸方向に摺動可能に構成される。遮蔽板２０２は、副流路１０４の開度が第１開度となる第１位置と、第１開度よりも小さい第２開度となる第２位置とに移動可能に構成される。

　具体的に、遮蔽板２０２は、副流路１０４の開度が全開となる図２Ａに示す位置（第１位置）に移動可能に構成される。また、遮蔽板２０２は、副流路１０４の開度が全閉となる図２Ｂに示す位置（第２位置）に移動可能に構成される。ただし、遮蔽板２０２は、図２Ｂに示す位置に移動したとき、副流路１０４の開度を全閉にしなくてもよい。遮蔽板２０２は、図２Ｂに示す位置に移動したとき、副流路１０４の開度が全開よりも小さな開度となればよい。

　遮蔽板２０２は、係合部２０２ａと、開閉部２０２ｂを有する。係合部２０２ａは、後述するリンク機構２０４の突起部２０４ｅと係合する。係合部２０２ａは、開閉部２０２ｂの外周面に形成される。係合部２０２ａは、開閉部２０２ｂの外周面の一部から径方向外側に突出する。係合部２０２ａは、有底円筒形状である。係合部２０２ａは、径方向外側に開口する窪み部２０２ｃを有する。

　開閉部２０２ｂは、軸方向に開口を有する円筒形状である。開閉部２０２ｂの内周面は、摺動部１００Ａｄと当接する。開閉部２０２ｂは、摺動部１００Ａｄ上を軸方向に摺動可能である。摺動部１００Ａｄは、開閉部２０２ｂを軸方向にガイドする。開閉部２０２ｂの外周面は、段差部１００Ａｆの上面と面一である。ただし、開閉部２０２ｂの外周面は、段差部１００Ａｆの上面と面一でなくてもよい。

　開閉部２０２ｂの軸方向の長さは、摺動部１００Ａｄの軸方向の長さと大凡等しい。開閉部２０２ｂが図２Ａに示す位置では、開閉部２０２ｂのコンプレッサインペラ１６側の端部は、摺動部１００Ａｄから副流路曲面部１００Ａｅ側に突出していない。開閉部２０２ｂが図２Ｂに示す位置では、開閉部２０２ｂのコンプレッサインペラ１６側の端部は、摺動部１００Ａｄから副流路曲面部１００Ａｅ側に突出している。

　リンク機構２０４は、ケース部材２０４ａと、ピン（回転軸）２０４ｂと、リンク（リンク部材）２０４ｃと、ナックルジョイント２０４ｄとを有する。ケース部材２０４ａは、ピン２０４ｂと、リンク２０４ｃと、ナックルジョイント２０４ｄとを収容する。

　ケース部材２０４ａは、円筒部１００ａの外周面に取り付けられる。ケース部材２０４ａは、内部に中空部が形成される。ケース部材２０４ａは、円筒部１００ａの外周面と接続する底面を有する。ケース部材２０４ａは、底面に中空部と連通する底面開口を有する。ケース部材２０４ａは、直動アクチュエータ２０６と接続する側面を有する。ケース部材２０４ａは、側面に中空部と連通する側面開口を有する。

　円筒部１００ａには、径方向に貫通する貫通孔１００ｅが形成されている。貫通孔１００ｅは、円筒部１００ａの周方向の１箇所に設けられる。ただし、貫通孔１００ｅは、円筒部１００ａの周方向に複数設けられてもよい。貫通孔１００ｅの外周縁には、ケース部材２０４ａの底面が接続される。貫通孔１００ｅは、ケース部材２０４ａにより外周縁が覆われている。貫通孔１００ｅは、ケース部材２０４ａの底面開口を介して中空部と連通する。

　ここで、ケース部材２０４ａの側面開口には、直動アクチュエータ２０６が接続されている。ケース部材２０４ａの側面開口は、直動アクチュエータ２０６により覆われている。したがって、ケース部材２０４ａの中空部は、直動アクチュエータ２０６により密閉されている。

　ピン２０４ｂは、円柱形状である。ピン２０４ｂは、遮蔽板２０２の移動方向（すなわち、軸方向）および径方向と直交する方向に延在する。ピン２０４ｂの両端は、ケース部材２０４ａに取り付けられる。

　リンク２０４ｃは、平板形状である。リンク２０４ｃには、貫通孔と、長孔が形成される。リンク２０４ｃの貫通孔は、ピン２０４ｂと係合する。リンク２０４ｃは、ピン２０４ｂの中心軸回り（所定の回転軸回り）に回転可能に構成される。リンク２０４ｃは、先端に突起部（係合部材）２０４ｅを有する。突起部２０４ｅは、係合部２０２ａの窪み部２０２ｃ内に挿入される。突起部２０４ｅは、窪み部２０２ｃの内周面と係合（接触）する。

　突起部２０４ｅは、先端が半球形状の円柱部材である。突起部２０４ｅは、リンク２０４ｃと別体で構成される。突起部２０４ｅは、リンク２０４ｃの嵌合部に挿入され、リンク２０４ｃと嵌合する。ただし、突起部２０４ｅは、リンク２０４ｃと一体に構成されてもよい。

　突起部２０４ｅの中心軸方向の長さ（全長）は、窪み部２０２ｃの深さより小さい。突起部２０４ｅの外径は、窪み部２０２ｃの内径より小さい。図２Ａに示すように、突起部２０４ｅは、軸方向において窪み部２０２ｃの上流側（図２Ａ中、右側）の内周面と接触する。このとき、突起部２０４ｅは、窪み部２０２ｃの下流側（図２Ａ中、左側）の内周面と非接触である。すなわち、突起部２０４ｅと窪み部２０２ｃは、軸方向においてクリアランスを有する。

　また、図２Ａに示すように、突起部２０４ｅは、窪み部２０２ｃの底面と非接触である。すなわち、突起部２０４ｅと窪み部２０２ｃは、径方向においてクリアランスを有する。

　図２Ｂに示すように、突起部２０４ｅは、軸方向において窪み部２０２ｃの下流側（図２Ｂ中、左側）の内周面と接触する。このとき、突起部２０４ｅは、窪み部２０２ｃの上流側（図２Ｂ中、右側）の内周面と非接触である。すなわち、突起部２０４ｅと窪み部２０２ｃは、軸方向においてクリアランスを有する。

　また、図２Ｂに示すように、突起部２０４ｅは、窪み部２０２ｃの底面と非接触である。すなわち、突起部２０４ｅと窪み部２０２ｃは、径方向においてクリアランスを有する。

　突起部２０４ｅは、図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置との間で移動する間、係合部２０２ａ（窪み部２０２ｃの内周面）との間にクリアランスを有する。このクリアランスは、軸方向、径方向、コンプレッサインペラ１６の回転方向（周方向）にそれぞれ設けられる。突起部２０４ｅと窪み部２０２ｃの間にクリアランスを設けることで、開閉部２０２ｂが摺動部１００Ａｄにかじり難くすることができる。

　リンク２０４ｃの長孔は、貫通孔に対し、突起部２０４ｅと反対側に形成される。リンク２０４ｃの長孔は、リンク２０４ｃの長手方向の長さが、リンク２０４ｃの短手方向の長さより大きい。ナックルジョイント２０４ｄは、ピン２０４ｂの中心軸と平行に延在する軸部を有する。軸部は、リンク２０４ｃの長孔に挿通される。これにより、リンク２０４ｃの長孔は、ナックルジョイント２０４ｄの軸部と係合する。ナックルジョイント２０４ｄは、後述する直動アクチュエータ２０６のロッド２０６ｆの一端が挿入される嵌合部を有する。

　リンク２０４ｃは、直動アクチュエータ２０６により駆動される被駆動部（すなわち、長孔）と、遮蔽板２０２を駆動する駆動部（すなわち、嵌合部に嵌合された突起部２０４ｅ）が設けられる。リンク２０４ｃの被駆動部は、ピン２０４ｂよりも一端側に設けられ、駆動部は、ピン２０４ｂよりも他端側に設けられる。

　ナックルジョイント２０４ｄは、直動アクチュエータ２０６により、図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置とに駆動される。リンク２０４ｃは、ナックルジョイント２０４ｄが駆動されると、ピン２０４ｂを中心として図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置との間で回転する。遮蔽板２０２は、リンク２０４ｃが回転すると、突起部２０４ｅにより、図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置とに駆動される。

　ピン２０４ｂから突起部２０４ｅ（駆動部）の先端までの距離は、ピン２０４ｂから長孔（被駆動部）までの距離よりも大きい。突起部２０４ｅが窪み部２０２ｃと接触する接触位置とピン２０４ｂとの間の距離は、リンク２０４ｃの長孔がナックルジョイント２０４ｄと係合する係合位置とピン２０４ｂとの間の距離よりも大きい。そのため、リンク２０４ｃは、遮蔽板２０２の移動量を、ナックルジョイント２０４ｄの移動量よりも大きくすることができる。

　直動アクチュエータ２０６は、例えば、直動ソレノイドである。本実施形態では、直動アクチュエータ２０６は、２方向自己保持型の直動ソレノイドとして構成される。直動ソレノイドを用いることで、回転ソレノイドやモータなどを用いる場合よりも応答性を速くすることができる。

　直動アクチュエータ２０６は、ハウジング２０６ａと、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃと、永久磁石２０６ｄと、プランジャ２０６ｅと、ロッド２０６ｆとを有する。直動アクチュエータ２０６は、ロッド２０６ｆを図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置との間で駆動する。直動アクチュエータ２０６は、ロッド２０６ｆを駆動することで、遮蔽板２０２を図２Ａに示す位置（第１位置）と図２Ｂに示す位置（第２位置）との間で駆動させる。

　ハウジング２０６ａは、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃと、永久磁石２０６ｄと、プランジャ２０６ｅと、ロッド２０６ｆの一部を収容する。一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃは、直列接続される。一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃは、直動アクチュエータ２０６の中心軸方向に離間して配される。永久磁石２０６ｄは、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃの間に配される。一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃおよび永久磁石２０６ｄは、円環形状である。

　プランジャ２０６ｅは、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃおよび永久磁石２０６ｄの内径側に配される。プランジャ２０６ｅは、直動アクチュエータ２０６の中心軸と直交する方向において、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃおよび永久磁石２０６ｄと対向する。

　ロッド２０６ｆは、プランジャ２０６ｅの中心軸に配される。ロッド２０６ｆは、プランジャ２０６ｅと嵌合する。ロッド２０６ｆは、プランジャ２０６ｅと一体的に移動する。ロッド２０６ｆの両端は、ハウジング２０６ａから突出している。ロッド２０６ｆの一端は、ケース部材２０４ａの側面開口を介してケース部材２０４ａの中空部に進入する。ロッド２０６ｆの一端は、ナックルジョイント２０４ｄの嵌合部と嵌合する。

　一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃに対し電流を流すと、プランジャ２０６ｅは、ハウジング２０６ａ内を、直動アクチュエータ２０６の中心軸方向に移動する。なお、本実施形態では、直動アクチュエータ２０６の中心軸方向は、コンプレッサインペラ１６の中心軸方向に揃えられている。例えば、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃに対し第１方向に電流を流すと、プランジャ２０６ｅは、ハウジング２０６ａ内の一端側（図２Ａに示す位置）から他端側（図２Ｂに示す位置）まで移動する。

　プランジャ２０６ｅと、ロッド２０６ｆと、ナックルジョイント２０４ｄは、図２Ａに示す位置から図２Ｂに示す位置まで一体となって移動する。リンク２０４ｃは、ナックルジョイント２０４ｄが移動すると、ピン２０４ｂを中心として図２Ａに示す位置から図２Ｂに示す位置まで回転する。遮蔽板２０２は、リンク２０４ｃが回転すると、突起部２０４ｅにより、図２Ａに示す位置から図２Ｂに示す位置まで移動する。

　このとき、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃに対し流していた電流を止めると、プランジャ２０６ｅは、永久磁石２０６ｄの吸引力により他端側（図２Ｂに示す位置）に保持される。その結果、遮蔽板２０２は、図２Ｂに示す位置に保持される。

　また、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃに対し第１方向とは反対の第２方向に電流を流すと、プランジャ２０６ｅは、ハウジング２０６ａ内の他端側（図２Ｂに示す位置）から一端側（図２Ａに示す位置）まで移動する。

　プランジャ２０６ｅと、ロッド２０６ｆと、ナックルジョイント２０４ｄは、図２Ｂに示す位置から図２Ａに示す位置まで一体となって移動する。リンク２０４ｃは、ナックルジョイント２０４ｄが移動すると、ピン２０４ｂを中心として図２Ｂに示す位置から図２Ａに示す位置まで回転する。遮蔽板２０２は、リンク２０４ｃが回転すると、突起部２０４ｅにより、図２Ｂに示す位置から図２Ａに示す位置まで移動する。

　このとき、一対のコイル２０６ｂ、２０６ｃに対し流していた電流を止めると、プランジャ２０６ｅは、永久磁石２０６ｄの吸引力により一端側（図２Ａに示す位置）に保持される。その結果、遮蔽板２０２は、図２Ａに示す位置に保持される。

　遮蔽板２０２が図２Ａに示す位置に保持されると、開閉部２０２ｂは、副流路１０４を開く開位置（開状態）に保持される。このとき、開閉部２０２ｂは、段差部１００Ａｆと当接する。一方、遮蔽板２０２が図２Ｂに示す位置に保持されると、開閉部２０２ｂは、副流路１０４を閉じる閉位置（閉状態）に保持される。このとき、開閉部２０２ｂは、段差部１００Ａｆからコンプレッサインペラ１６側に離隔する。

　直動アクチュエータ２０６は、リンク機構２０４を介して、遮蔽板２０２を軸方向に移動させる。副流路１０４は、遮蔽板２０２が軸方向に移動されることで、開状態あるいは閉状態に変更される。

　このように、可変機構２００は、副流路１０４を開閉可能に構成される。可変機構２００は、過給機Ｃの小流量側の作動条件下において副流路１０４を閉状態にする。副流路１０４が閉状態にされると、収容部１００Ｂは、副流路１０４と連通せずに、主流路１０２のみと連通する。副流路１０４が閉状態にされることにより、収容部１００Ｂと連通する流路（吸気流路１０１）の径（有効断面積）が小さくなる。収容部１００Ｂと連通する流路の径が小さくなることにより、過給機Ｃの小流量側の作動領域が拡大される。

　しかし、副流路１０４を閉状態にすると、コンプレッサインペラ１６に流入する空気量が減少する。コンプレッサインペラ１６に流入する空気量が減少すると、過給機Ｃの大流量側の作動領域が縮小する。可変機構２００は、過給機Ｃの大流量側の作動条件下において副流路１０４を開状態にする。副流路１０４が開状態にされると、収容部１００Ｂは、主流路１０２と副流路１０４の双方と連通する。コンプレッサインペラ１６には、主流路１０２と副流路１０４の双方から空気が流入する。つまり、コンプレッサインペラ１６に流入する空気量は、副流路１０４を閉状態とした場合と比べて大きくなる。コンプレッサインペラ１６に流入する空気量を大きくすることで、過給機Ｃの大流量側の作動領域の縮小量が低減される。換言すれば、コンプレッサインペラ１６に流入する空気量を大きくすることで、過給機Ｃの大流量側の作動領域を維持することができる。

　本実施形態によれば、可変機構２００は、副流路１０４を閉状態にすることで、サージングが発生する限界の流量を小流量側へシフトさせることができる。可変機構２００は、副流路１０４を開状態にすることで、チョークが発生する限界の流量を維持することができる。

　可変機構２００は、直動アクチュエータ２０６により遮蔽板２０２を駆動することで、回転アクチュエータにより遮蔽板２０２を駆動する場合よりも小型化することができる。また、本実施形態では、貫通孔１００ｅおよびリンク機構２０４は、円筒部１００ａの周方向の１箇所に設けられる。したがって、貫通孔１００ｅおよびリンク機構２０４を円筒部１００ａの周方向に複数設ける場合に比べ、可変機構２００を小型化することができる。また、貫通孔１００ｅおよびリンク機構２０４を円筒部１００ａの周方向に複数設ける場合に比べ、可変機構２００の構成を簡略化することができる。よって、可変機構２００のコストを削減することができる。すなわち、可変機構２００は、簡易な構成で副流路１０４を開閉することができる。

　以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　上記実施形態では、副流路１０４の両端が主流路１０２と連通する例について説明した。しかし、これに限定されず、副流路１０４の両端のうち少なくとも一方は、主流路１０２と連通していなくてもよい。例えば、副流路１０４は、主流路１０２よりも外径側に設けられ、主流路１０２と独立して設けられてもよい。

　上記実施形態では、直動アクチュエータ２０６は、永久磁石２０６ｄを備えた直動ソレノイドである例について説明した。しかし、これに限定されず、直動アクチュエータ２０６は、永久磁石２０６ｄを備えていない直動ソレノイドであってもよい。また、直動アクチュエータ２０６は、直動ソレノイドに限定されず、直動モータや空圧式アクチュエータであってもよい。

　上記実施形態では、可変機構２００は、遮蔽板２０２を図２Ａに示す第１位置と図２Ｂに示す第２位置に移動させる例について説明した。しかし、これに限定されず、可変機構２００は、遮蔽板２０２を図２Ａに示す位置と図２Ｂに示す位置の間の中間位置（第３位置）に移動させるようにしてもよい。

　上記実施形態では、直動アクチュエータ２０６は、リンク機構２０４を介して遮蔽板２０２を駆動させる例について説明した。しかし、これに限定されず、直動アクチュエータ２０６は、リンク機構２０４を介さずに遮蔽板２０２を駆動させてもよい。例えば、遮蔽板２０２の係合部２０２ａは、直動アクチュエータ２０６のロッド２０６ｆと直接接続されてもよい。ロッド２０６ｆと係合部２０２ａが接続されている場合、直動アクチュエータ２０６は、遮蔽板２０２を直接駆動する。

　上記実施形態では、可変機構２００は、遮蔽板２０２を軸方向に移動させる例について説明した。しかし、これに限定されず、可変機構２００は、絞り部１００Ａを軸方向に移動させるようにしてもよい。例えば、絞り部１００Ａには、係合部２０２ａが形成されてもよい。絞り部１００Ａに形成された係合部２０２ａは、リンク機構２０４の突起部２０４ｅに係合されてもよい。また、リンク機構２０４は、直動アクチュエータ２０６により駆動されてもよい。このように、絞り部１００Ａは、直動アクチュエータ２０６により駆動される可動部材として構成されてもよい。

　本開示は、遠心圧縮機に利用することができる。

Ｃ：過給機　ＣＣ：遠心圧縮機　１６：コンプレッサインペラ（インペラ）　１００Ａ：絞り部（壁部）　１０２：主流路　１０４：副流路　２０２：遮蔽板（可動部材）　２０２ａ：係合部　２０４ｃ：リンク（リンク部材）　２０４ｅ：突起部（係合部材）　２０６：直動アクチュエータ

Claims (4)

1. 　インペラと、
   　前記インペラの正面側に形成される主流路と、
   　前記主流路よりも外径側に配される副流路の開度が第１開度となる第１位置と、前記副流路の開度が前記第１開度よりも小さい第２開度となる第２位置とに移動可能な可動部材と、
   　前記可動部材を前記インペラの回転軸方向に駆動する直動アクチュエータと、
   を備える遠心圧縮機。
2. 　前記直動アクチュエータは、永久磁石を備えた直動ソレノイドである
   請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 　前記直動アクチュエータにより駆動される被駆動部が回転軸よりも一端側に設けられ、前記回転軸よりも他端側に嵌合部が設けられたリンク部材と、
   　前記嵌合部に設けられた係合部材と、
   　前記可動部材に設けられ、前記係合部材が係合する係合部と、
   を備える
   請求項１または２に記載の遠心圧縮機。
4. 　前記主流路と前記副流路とを区画する壁部を備え、
   　前記可動部材は、前記副流路内に設けられ、前記壁部に沿って前記インペラの回転軸方向に摺動可能な遮蔽板である
   請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。

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